年产2.6万吨镁砖生产车间的设计【含CAD图纸+文档】
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任务书课题名称年产2.6万吨镁砖生产车间的设计课题类别设计类论文类课题来源生产实际 科研实际社会实际其它来源一、 毕业设计(论文)要求、设计参数、各阶段时间安排、应完成的主要工作等1. 产品方案：MZ-91 10000吨/年 MZ-95 16000吨/年2. 产品技术指标：牌号MgO(%)CaO (%)常温耐压强度（Mpa）(15-25)显气孔率(%)0.2Mpa荷重软化温度（）MZ-9191358.8181550MZ-9594.5239.22016203. 各阶段时间安排：第1周-第4周： 查阅相关文献，进行物料平衡计算，完成开题报告。第5周-第8周： 制定设计方案，绘制草图。第9周-第12周： 绘制正式图。第13周-第15周：撰写设计说明书，答辩资格审查。第16周： 答辩。4. 应完成的主要工作：在指导教师的指导下，进行物料平衡计算、设备选型、工艺设计，利用AutoCAD绘制总平面布置图、设备表、工艺流程图、生产车间平面布置图、破粉碎工段三楼平面布置图、成型工段剖面图、主要破粉碎筛分流程剖面图；撰写一份镁砖生产车间设计说明书（附设计计算书）。指导教师(签字)：年 月 日院长(系主任)(签字)：年 月 日注：此页装订在学生毕业设计说明书（论文）首页。1年产2.6万吨镁砖生产车间设计指导老师：姓名：1年产2.6万吨镁砖生产车间设计摘 要当前钢铁行业发展迅速，耐火材料作为钢铁等行业重要的辅助性材料，在其发展中起着举足重轻的作用，随着冶金行业的逐步发展，耐火材料工艺得到了不断的提高，尤其是镁质耐火材料。镁质耐火材料是以MgO为主成分和以方镁石为主晶相的耐火材料。目前，镁质耐火材料的主要品种有普通镁砖、直接结合镁砖、镁钙砖、镁硅砖、镁铝砖、镁铬砖以及镁碳砖。另外，还有其他不经烧结的不烧镁质制品和不定形镁质耐火材料。普通镁砖是以烧结镁石为原料，经烧结制成的，含MgO91左右，以硅酸盐结合的镁质耐火制品。直接结合镁砖是以高纯烧结镁砂为原料，经烧结制成，含MgO95%以上，是方镁石晶间直接结合的镁质耐火制品。本次设计是1000吨普通镁砖MZ91和16000吨普通镁砖MZ95的生产车间设计。设计叙述了镁砖的使用条件及其生产工艺理论基础，辅助原料的要求、加工处理方法、产品的生产工艺流程、物料平衡计算结果、生产设备的选型、烧成设备的选型计算以及生产技术检查系统的说明和设计的主要特点。关键词：耐火材料；镁砖；生产工艺；车间设计Engineering Design of a Production Workshop with 26,000 Tons Magnesia Bricks per YearAbstractAt present, the steel making is developing rapidly. The refractory material plays an important role in the development of the steel making as a supplementary material. With the gradual development of the metallurgical trade, the refractory material craft has got constant improvement, especially the magnesia basic refractory. Magnesia based refractories consist of MgO as the primary chemical constituent with the primary phases of periclase. At present, the main products of magnesia based refractories include normal magnesia brick, direct-bonding magnesia brick, magnesia-calcia brick, magnesia-silica brick, magnesia-alumina brick, magnesia-chrome brick and magnesia-carbon brick. In addition, there are other type of magnesia based refractories which are free of firing and various unshaped products. Normal magnesia brick is made from sintered magnesia and then fired at high temperatures, which contains about 91% MgO with the silicate as the bonding phases. Direct bonding magnesia brick contains more than 95% MgO, in which the grains is bonded together with each other by high temperature sintering. This work designs a plant for producing MZ-91 normal magnesia brick of 12000 tons per year and MZ-95 normal magnesia brick of 16000 tons per year. The application conditions and processing fundamentals for magnesia brick are reviewed. Requirements for raw materials, processing technique, process flow, balance calculation of raw-materials supply, selection of firing equipments and related calculation and the processing inspection system in the production sequence are clarified. Characteristic of this workshop design is elucidated.Keywords: Refractory; Magnesia brick; Productive technological process; Workshop design目录摘 要IAbstractII目录III1 绪 论11.1 镁砖的发展历史及应用11.1.1 镁砖的发展历史11.1.2 镁砖的应用11.2 镁质耐火制品的化学组成对性能的影响21.2.1 CaO和SiO2及CaO/SiO2比的影响21.2.2 R2O3型氧化物的影响31.3 镁砖的技术指标41.3.1 耐火材料的性能要求41.3.2 镁砖的技术指标52工艺部分62.1 工艺的理论基础62.1.1 泥料制备72.1.2 成型82.1.3 干燥82.1.4 烧成92.2 工艺流程92.2.1 工艺流程简述92.2.2 各车间工段概要102.3 工艺参数132.4 物料平衡计算142.5 生产设备182.6 仓库设施203 生产技术检查系统说明223.1 检查内容223.2 检查方法224 车间安装，检修与维护措施245 生产车间除尘及安全措施256 本技术的主要特点26致 谢27参考文献28附 录29一、物料平衡计算部分29二原料仓库的选择计算33四成型设备选择计算36五干燥工段的计算36六烧成工段的计算38七成品仓库的计算391 绪 论1.1 镁砖的发展历史及应用1.1.1 镁砖的发展历史 一百多年来，氧化镁制品生产的原料主要是使用奥地利发现的铁菱镁矿，它是MgCO3与FeCO3的固溶体，经过煅烧产生结晶的氧化镁（方镁石）和细分散在其中的剩余氧化铁。在充分煅烧的情况下，这种材料在空气中比较不易水化，并且易于烧结。后者使制砖以及建筑整体捣结炉缸都更为容易。由于海水镁砂或所谓的“合成”镁砂的发展，加速了镁质材料的发展。海水镁砂最早的吨量级生产是由美国加利福尼亚化学公司于1931年开始的，当时是用太阳蒸发提取盐后的剩余卤水来制取的。大约同一时期，海洋化学公司使用合成氧化镁作为药物。耐火材料工业的第一个工厂是1938年由Steetley公司与美国人Chesney合作建立的，Chesney指出可从海水与白云石中提取具有竞争价格的耐火氧化镁。因为这种产品是细分散的氢氧化镁，其组成可随着进一步的提纯或加入物而变动，为这种已经通用而又比较稀有的材料开辟了广阔的前景。现在，建立了许多以海水或井盐为原料的生产厂。Stocksbridge的联合钢铁公司中心研究部门最早对海水镁砂与奥地利菱镁矿做成的镁砖性质加以对比，样品为25.4毫米直径的圆柱体。实验的结果表明天然原料与人造原料之间的差别不大，Chesney 立即提出申请并获得涉及这个新方法的专利。之后不久，Steetley 公司决定在Hartlepool建立一个试验工厂。开始有很多困难，特别是有约6%的高钙含量，但这些已经克服，现在这个方法能够提供为范围广阔的高级产品所用的原料。许多工厂已经建立起来，其中主要的是在英国、美国、日本以及意大利的撒丁1。1.1.2 镁砖的应用镁砖是以高温死烧镁砂或电熔镁砂为原料，加入少量结合剂制成的烧结耐火材料，与硅砖相比，镁砖的重要性更加提高了。镁砖主要用在氧气喷吹转炉和电炉上，也为有色金属与水泥制品生产所需要，并在玻璃工业（蓄热室）中，得到了广泛的应用。它赖以成功的主要因素是其高的熔点（超过2800）以及对铁的氧化物、碱类和高钙熔剂具有优良的抗侵蚀性2。1.2 镁质耐火制品的化学组成对性能的影响1.2.1 CaO和SiO2及CaO/SiO2比的影响图1.1 MgOCaO系相图 镁质耐火材料的CaO/SiO2 （简写为C/S）1.87时，与主晶相方镁石共存的结合相以钙镁橄榄石（CMS）或镁蔷薇辉石(C3MS2)等低熔点的矿物存在。提高C/S比，则存在硅酸二钙（C2S）和硅酸三钙（C3S）高熔点矿物。因此，结合相对砖的高温强度有极大的影响。镁质材料的C/S比应当控制在获得强度最大值的最佳范围，否则就会形成低熔点硅酸盐，使强度显著下降。将MgO和C2S的混合物加热至1700以上时，发现CaO在MgO中溶解(见图1.1)而引起C/S的下降。MgO-CaO固溶体的生成导致MgO-SiO2-CaO三元系相关系发生变化，尤其对SiO2含量低的镁质原料，高温下CaO在MgO中溶解所产生的影响更大。尽管溶解很少，但由于SiO2含量很低，故C/S比的波动较之SiO2含量高的更大。例如含2SiO2的物料，C/S为1.87，这种混合料在1700冷却，实际析出的晶体有C2S+ C3MS2，而对含有1SiO2者则析出C3MS2+ CMS。倘若从加热熔化角度出发，则含5SiO2的混合物直至1800，其硅酸盐也不完全熔化，而含2SiO2者其硅酸盐在1600已完全水化，超过以上各温度只有MgO固溶体存在 3。1.2.2 R2O3型氧化物的影响 （1）硼的氧化物。已经确定少量的B2O3对镁质材料高温强度的不利作用。生产海水镁砂的实践表明，B2O3对镁砂性能影响很大。例如MgO达98的海水镁砂，其高温强度不如MgO94的希腊镁砂。这是因为B2O3起强溶剂作用所致。因此各国都致力于生产低硼镁砂。 （2）Al2O3、Cr2O3和Fe2O3。这些R2O3的加入会降低最大强度值，并且使达到最大强度的C/S比值降低。当C/S比增加到超过最佳比值之后，形成了低熔物铁酸钙、铝酸盐和铬铁矿，会使强度下降。加入Al2O3、Cr2O3和Fe2O3使镁砖强度下降的情况与B2O3相类似。它随着SiO2含量、C/S比和试验温度的变化而变化。在表1.1中列出往镁砖(含0.5中SiO2和C/S2.75)中他添加0.01R2O3杂质对强度下降的影响。在该种镁质试样中，按相同质量考虑，R2O3危害程度约为Al2O3的10倍，Al2O3为Cr2O3的6倍、Fe2O3的17倍。由于R2O3 和Al2O3的克分子量小，因而R2O3 和Al2O3的克分子强度下降作用将减小。 综上所述，杂质含量必须降到使其不影响镁质耐火材料的高温性能的程度。SiO287%, CaO3.5%, SiO25.0%,同时要求烧结良好。烧结程度一般是以致密度衡量，要求其体积密度大于3.53g/cm3，结晶致密，灼减0.3，没有瘤状物，黑块越少越好4。表2.1 烧结镁砂的技术指标牌号化学成分（）颗粒组成（mm）MgOSiO2CaOIgLB.D(g/cm3)MS-89895.02.50.53.150-120MS-90904.82.00.33.18MS-91914.51.60.33.18MS-92924.01.60.33.18MS-95952.21.60.33.250-30MS-96961.51.60.33.30MS-97971.01.50.33.302. 颗粒组成镁砖泥料的颗粒组成，除通常考虑要有尽可能大的堆积密度外，还要考虑镁砖烧结难易以及泥料混练、砖坯干燥和烧成时可能发生的水化作用等因素。增大临界颗粒尺寸或增加大颗粒百分含量，可以提高热震稳定性，但烧结性能要变差。增加细粉含量或改变下限，或同时降低颗粒上限，则有利于荷重软化温度和烧结性能的提高，但热震稳定性可能降低。在实际生产中，镁砖泥料多数采用连续颗粒配料，细粉不足部分有管磨粉补充。一般颗粒配比为：3.01.0毫米烧结镁砂颗粒5060；1.00毫米烧结镁砂颗粒10左右；小于0.088毫米烧结镁砂颗粒3040。3. 困料及混练困料是将配好的镁砖料加水混合，然后在料仓或困料室内在一定温度条件下放置一定的时间。其目的是促进料内易水化的MgO以及游离CaO进行水化，以避免大量的水化反应延缓到砖坯干燥和烧成初期，而使砖坯产生网裂纹。镁砖料的水化反应速度与镁砂原料性质（化学成分和烧结程度）、水化温度等因素有关。根据多年来的生产实践表明，用CaO含量在2.5以下的烧结良好的制转镁石生产镁砖时，可以不进行困料，使生产连续进行；但用CaO含量超过2.5的镁石原料生产镁砖时，必须进行困料，并控制困料的温度和时间。由于游离CaO水化时，在初期呈胶体状态，有利于提高泥料的塑性和成型可能，但困料温度过高或困置时间太长，则逐步称为结晶状态，并使料发硬，不利于成型。所以，一般将镁砖困料室的温度保持在1020，在正常情况下的困料时间为34昼夜5。用于制造镁砖的镁石，按技术标准规定CaO含量不超过2.5，近年来生产镁砖时多数不困料。由于镁砖泥料时全瘠性泥料，水分又低，一般为2.03.0，为使镁砖泥料具有一定塑性和提高砖坯强度，在混练时加入5的比重为1.21.24的纸浆废液或卤水（MgCl2）作结合剂。镁砖泥料在湿碾机内进行混练，混练时间波动于715分钟。混练时间太短，会影响泥料的均匀性；而混练时间太长，又会因颗粒的再粉碎和泥料发热蒸发而影响泥料的成型性能。2.1.2 成型镁砖泥料为瘠性材料，可塑性低、结合性差、在压制砖坯时需要较高的成型压力。须采用公称压力不低于300吨的摩擦压砖机或液压机成型。砖坯的体积密度一般控制在2.853.00g/cm3。也可以采用控制砖坯单重和显气孔率两项指标来控制砖坯的成型质量。2.1.3 干燥镁砖砖坯的干燥，可以分为水分蒸发和MgO、CaO的水化两个基本过程，同时伴随着胶体氢氧化物的凝固和硬化以及纸浆废液的浓缩聚合或卤水生成镁质络合物（MgOMgCl2nH2O），从而使砖坯强度逐步提高。由于砖坯的成型水分很低，在干燥过程中水分蒸发量很少，干燥收缩也极微，只是水化反应所伴随的体积膨胀才有可能使砖坯产生网状裂纹。因此，镁砖砖坯干燥时，应力要求在水分快速排除的同时，产生最少量的新水化物。当用隧道干燥器进行干燥时，其热风进口温度一般为100150，出口温度为6090，砖坯残余水分在1.50.6以下。此外，应尽量减少砖坯内的水化反应，成型后的砖坯应及时干燥；干燥后的砖坯应及时入窑烧成。当采用较长的带有干燥段的隧道窑烧成时，成型后的砖坯可直接装窑烧成。2.1.4 烧成镁砖在烧成过程中发生下述变化：在200500时，主要是水分的排除和氢氧化物的结构水的析出，升温速度可以加快。5001200时，结合剂的结合作用已经破坏，而液相尚未生成，砖坯主要靠颗粒之间的摩擦力来维持，升温速度要适当降低。12001400时，有固相反应，生成液相，制品开始烧结，但此时砖坯的强度仍然很低，故升温速度也不宜过快。1400以上，方镁石发生再结晶，有可能产生塑性变形，此时强度很低，因此要避免强烈的火焰冲击，升温要缓慢。15001600时，制品最后烧结。镁砖宜在弱氧化性气氛下烧成。在这种气氛下烧成时，一方面时火焰对制品的冲击力较小；另一方面是防止砖坯中的Fe2O3还原成FeO而影响制品的烧成质量。由于镁砖的烧成温度接近甚至超过其荷重软化温度，因此装窑高度不宜过高，一般在一米左右，且宜平码并做到平、稳、直。镁砖的最高烧成温度主要取决于制砖镁石的化学与矿物组成，原料越纯制品的烧成温度就越高6。2.2 工艺流程2.2.1 工艺流程简述 根据产品的技术要求来指导生产，生产普通镁砖的原料主要包括烧结镁砂MS-92和烧结镁砂MS-96。首先，经火车将原料运到原料仓库，通过5吨桥式起重机装进鄂式破碎机的供料槽，通过电磁振动给料机使原料经PEF250400颚式破碎机粗破，破碎后物料粒度要符合圆锥破碎机的给料粒度，物料经带式输送机输送到破粉碎车间，由可逆带式输送机将物料输送到圆锥破碎机的供料仓中进行中破，原料被破碎成3.0mm左右的颗粒后，由斗式提升机提升到楼上，经双层振动筛筛分，筛中、下料分别进入3.01.0mm和1.00mm的贮料仓，部分筛上料经溜槽进到管磨机的供料槽，通过螺旋输送机进入管磨机进一步的破碎，余下的回到圆锥破碎机。与此同时3.01.0mm和1.00mm贮料仓中的烧结镁砂也可以送到管磨机供料槽中，使物料在管磨机中细磨成小于0.088mm的细粉，磨好的细粉由气力输送到细粉料仓，等待配料。物料准备就绪后用电子配料车将各种粒度的烧结镁砂MS-92、烧结镁砂MS-96颗粒和细粉进行配料，配好的物料直接进入湿碾机，经15-20min的混练后，用桥式起重机将泥料罐吊到平板车上，再由平板车将装有泥料的泥料罐推到成型车间，泥料罐经桥式起重机提升将泥料送到压砖机供料仓，用11台300吨摩擦压砖机成型，成型的废品经手推车运回湿碾机，成型成品放在干燥车上，用3吨电拖车送到干燥工段的存放处等待干燥，采用隧道式干燥器干燥，干燥后的砖坯冷却后进行检选，不合格的砖坯运回原料仓库，合格的砖坯由人工装窑车，装砖后的窑车停放在窑车停放处等待入窑烧成，进入隧道窑后砖坯经由预热带、烧成带和冷却带后出窑。经20吨电拖车将窑车拉到卸砖台，经过冷却后进行检选，检选不合格的产品送到原料仓库，以备后用；检选合格的砖，进入成品库7。2.2.2 各车间工段概要1原料仓库本设计的原料有2种，分别是烧结镁砂MS-92和烧结镁砂MS-96，为了防止原料的潮湿，原料仓库采用封闭式单侧卸料的方式，原料之间设有隔墙防止原料混料。2破碎工段经颚式破碎机粗破，圆锥破碎机中碎后筛分，部分筛上料经溜槽进到管磨机的供料槽，通过电磁振动给料机进入管磨机进一步破碎，余下的回到圆锥破碎机。采用连续粉碎作业，严格控制物料级配。3筛分工段原料破粉碎后粗中颗粒混在一起。为了获得符合规定尺寸的颗粒组分，需要进行筛分。筛分过程中，通常将通过下层筛孔的粉料称为筛下料，在两层筛孔间的物料称为筛中料，残留在筛孔上粒径较大的物料称为筛上料，在循环粉碎作业中，筛上料一般通过管道重返破碎机进行再粉碎。本设计的主要筛分设备是双层振动筛，其筛分效率高达90%。4物料的贮存原料经破粉碎、细磨、筛分后，一般存放在贮料仓内供配料使用。此过程出现的主要问题是颗粒偏析。 目前，生产中解决贮料仓颗粒偏析的方法主要有以下几种：1).对粉料进行多级筛分，使料仓内的粉料粒级差值小些；2).保持料仓内粉料在三分之二容积以上；3).增加加料口，即多口上料；4).原料在破碎前加入适量的水，使粗颗粒与细颗粒粘附在一起，减少颗粒偏析现象。5配料坯料的颗粒组成对坯体的致密度有很大的影响。只有符合紧密堆积的颗粒组成，才可能获得致密的坯体。本设计采取“两头大，中间小”的粒度配比，即：泥料中，粗、细颗粒多，中间颗粒少。在实际生产中，只控制粗颗粒筛分和细颗粒筛分两部分的数量。6混料工段因物料的组分、粒度、结合剂的不同，混练的过程也不同。固体散状物料的混合过程取决于许多因素：混合速度及混合设备的结构、各组分的比例和堆积密度及混合物的水分等。混练时的加料顺序对于泥料混合的均匀性影响很大，因此先加入粗颗粒料，然后加纸浆废液，混合12分钟后，再加细粉。镁砖用1600400湿碾机混练，混练时间达2025分钟左右。混练时间太短，会影响泥料的均匀性；而混练时间太长，又会因颗粒的再粉碎和泥料发热蒸发而影响泥料的成型性能。4成型工段 由于液压机操作过程中油的粘度随温度而变化，引起工作机构的不稳定，因此在本设计中采用摩擦压砖机。在成型过程中要注意以下问题：1) 因泥料颗粒过粗或泥料混练不匀，造成粗颗粒集中部位表面粗糙（麻面）或边角脱落；2) 模板安装不好或压砖操作不当，造成裂纹或尺寸不合格；3) 泥料水分不合适，造成层裂或裂纹等；4）镁砖砖坯的放尺率，规定为装窑受压方向的1.53.0）；非受压方向的0.51.5%。5干燥工段本设计选用隧道干燥器干燥。砖坯在隧道干燥器内的干燥时间一般以推车时间表示，推车时间为1545分钟左右。 镁砖砖坯的干燥过程主要是水分的蒸发及部分MgO水化的过程，且随干燥温度的升高而加快。为控制MgO在干燥过程中的水化程度，应注意以下几点：1).成型后的砖坯应及时干燥；2).干燥时宜采取低温大风量方式8。6烧成工段制品的性质不仅取决于原料的成分和性质，配料组成和生产方法，而且在很大程度上取决于烧成质量的好坏。由于烧成是耐火制品生产过程中的最后一道工序，制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化，随着这些变化的进行，气孔率降低，体积密度增大，使坯体变成具有一定尺寸，形状和结构强度的制品。另外，通过烧成过程中的一系列物理化学变化，形成稳定的组织结构和矿物相，具有适用于不同条件下对制品所要求的各种性质。因此无论是制品的质量或是企业的技术经济指标，如产品质量，劳动生产率，单位产品燃烧消耗定额和产品成本等，都在很大程度上取决于烧成的好坏。所以烧成是镁砖生产中特别重要的工序。1).装窑 装窑的基本要求是砖垛稳固，火道布置合理以减少烟气运动阻力，并使气流按各部位装砖量分布，达到均匀加热。在装窑时，预热带1-24车位，烧成带为25-32车位，冷却带32-52车位9。制品在高温下由于强度降低较多，易产生变形，因此装砖高度一般应控制在0.91.0米以下，且应采取平装。2).烧成制度的确定（1） 温度制度 镁砖大多在隧道窑中烧成，它不仅可以精确控温，而且烧成温度也高。这种窑一般是烧气或烧油的，其烧成周期为35天,最高温度为15501750。对于较低级的砖，一般认为烧到1600就满足了，但对直接结合的高温强度高的制品，必须烧到1750甚至1800。在使用要求特别高的地方，例如（卡尔多）斜吹氧气转炉或斜吹氧气顶炉（BOF）的炉衬，镁砖的抗渣性可用焦油/沥青浸渍方法而进一步提高。被处理的砖装进吊篮中在真空室内加热到约200。之后，根据所用焦油/沥青的软化温度与黏度在150250使其浸满焦油或沥青。在真空浸渍之后加压可以加强浸渍效果。 （2）压力制度和窑内气氛 烧成时窑内气氛分为氧化，还原和中性三种，气氛性质与制品的烧成，制品的性质有很大关系，它直接影响到制品烧成时一系列物理化学反应。镁制品应在微正压弱氧化气氛下烧成。在还原气氛下烧成时，镁砖会产生很大的体积收缩，导致制品开裂9。7成品仓库镁砖制品按品种、砖型批号、级别等分别贮放在成品库内，每种制品堆放方式和允许堆放高度均按标准进行。成品库面积除设有贮存量占用面积外，还留有成品检选、废品堆放和运输通道所需最小面积10。2.3 工艺参数本设计的粒度配比见表2.2：表2.2 镁砖配料比砖种配 比 （%）烧结镁砂MS-92烧结镁砂MS-96 废砖镁砖91100%0%镁砖95100%0%本设计镁砖生产的混合制度见表2.3：表2.3 混合制度砖种项目混合量（Kg/碾）混合周期（分钟）镁 砖917001520镁 砖957001520干燥制度见表2.4:表2.4 干燥制度干燥器类型长宽高(mm)数量(条)干燥装砖量（kg车）干燥时间（h）干燥废品率（%）干燥前水分（%）干燥后水分（%）热风进口温度（）热风出口温度（）24500950165031.2125.03.04.00.511012050702.4 物料平衡计算车间生产班制见表2.5:表2.5 生产班制表序号工段名称年工作日日工作班制班工作小时1原料仓库365282破粉碎365283磨碎365284配料365285混合工段365286成型工段365287干燥工段365388烧成工段365389成品仓库36528制砖部分物料平衡计算参数见表2.6：表2.6 物料平衡计算参数计算参数名称符号镁砖备注原料在仓库中的损失L1烧结镁砂 0.5废镁砖 0.5原料水分W原料的灼减L20.3原料加工运输损失（包括粉碎，配料，混合，成型工序）L32配比1-p烧结镁砂 100pq1外加纸浆废液 5管磨机细粉加入量q235泥料水分W43泥料的循环混练量F310结合剂的贮运损失L52干燥综合废品率F25烧成综合废品率F15干燥烧成废品回收率T95MZ-91制砖部分物料平衡见表2.7：表2.7 MZ-91制砖部分物料平衡表生产工序项目符号生产班制物料量年日班时原料仓库总存放量Q15365/2/811324.2031.0315.511.94烧结镁砂Q16365/2/811782.332.316.12.02回收废砖坯Q17365/2/8923.42.531.260.16纸浆废液Q19365/2/8563.381.540.770.10破粉碎总破粉碎量Q10365/2/811267.5730.8715.431.93磨碎总磨碎量Q13365/2/83943.6510.805.400.68配料总配料量Q6365/2/811042.2230.2515.131.90镁砂Q7365/2/812690.634.817.42.17纸浆废液Q9365/2/8552.111.510.760.10混料总混料量Q5365/2/811269.1330.8715.441.93成型量总成型量Q3365/2/810964.9230.0415.021.88干燥量总干燥量Q2365/3/810964.9230.0410.011.25烧成量总烧成量Q1365/3/810526.3228.839.611.02成品量总成品量Q365/2/81000027.4013.702.05MZ-91制砖泥料水分平衡见表2.8：表2.8 MZ-91制砖泥料水分平衡表项目符号生产班制需水量（吨）年日班时水分总量W总365/2/8350.050.960.480.06纸浆废液带入的水分量W纸365/2/8276.060.760.380.05配料时镁砂带入水分量W镁365/2/80000需要外加水量W365/2/873.990.200.100.01MZ-95制砖部分物料平衡见表2.9：表2.9 MZ-95制砖部分物料平衡表生产工序项目符号生产班制物料量年日班时原料仓库总存放量Q15365/2/818118.6949.6424.823.10烧结镁砂Q16365/2/815769.643.221.62.70回收废砖坯Q17365/2/81477.014.012.020.25纸浆废液Q19365/2/8901.612.471.240.15破粉碎总破粉碎量Q10365/2/818028.0949.3924.703.09磨碎总磨碎量Q13365/2/86309.8318.919.461.18配料总配料量Q6365/2/817667.5348.4024.203.02镁砂Q7365/2/816960.846.4723.232.90纸浆废液Q9365/2/8883.382.41.20.15混料总混料量Q5365/2/819630.6053.7526.893.36成型量总成型量Q3365/2/817543.8648.0624.033.04干燥量总干燥量Q2365/3/817543.8648.0616.022.03烧成量总烧成量Q1365/3/816842.1246.1415.41.92成品量总成品量Q365/2/81600043.8421.922.74MZ-95制砖泥料水分平衡见表2.10：表2.10 MZ-95制砖泥料水分平衡表项目符号生产班制需水量（吨）年日班时水分总量W总365/2/8560.081.540.770.097纸浆废液带入的水分量W纸3652/8441.691.220.610.076配料时镁砂带入水分量W镁365/2/80000需要外加水量W365/2/8118.390.330.160.020物料平衡系数表(MZ-91)见表2.11：表2.11 物料平衡系数表(MZ-91)各种原料的配比1总破碎量1.139综合成品率1总磨碎量0.399烧成总烧成量1.053烧成废品量0.053干燥总干燥量1.108原料仓库总存放量1.144干燥废品量0.055废砖废坯量0.103总成型量1.108配比系数0.993总混合率1.240纸浆废液总存放量0.059配料总配料量1.116纸浆废液0.058物料平衡系数表(MZ-95)见表2.12：表2.12 物料平衡系数表(MZ-95)各种原料的配比1总破碎量1.139综合成品率1总磨碎量0.421烧成总烧成量1.053烧成废品量0.053干燥总干燥量1.108原料仓库总存放量1.144干燥废品量0.054废砖废坯量0.102总成型量1.108配比系数0.993总混合率1.240纸浆废液总存放量0.057配料总配料量1.116纸浆废液0.0562.5 生产设备根据设备的选型计算得到主机平衡表，见表2.13:表2.13 主机平衡表工序名称设备及规格主机作业率（%）生产能力（吨时）设备台数（台）要求主机产量主机台时产量要求主机台数设计的台数破碎PEF250400颚式破碎机806.82120.565 1粉碎900短头圆锥破碎机65MZ-91 3.604.3MZ-91 0.84MZ-91 1MZ-96 4.80MZ-96 1.12MZ-96 2磨碎12004500管磨机75MZ-91 1.091.1MZ-91 0.99MZ-91 1MZ-96 1.46MZ-96 1.32MZ-96 2混合1600400湿碾机70MZ-91 3.642.5MZ-91 1.73MZ-91 2MZ-96 4.85MZ-96 1.94MZ-96 2成型300吨摩擦压砖机55MZ-91 4.14 1.0MZ-91 4.14MZ-91 5MZ-96 5.52MZ-96 5.52MZ-96 6干燥干燥器24.5米3条烧成隧道窑156米1条辅助设备（提升和运输设备）见表2.14: 表2.14 辅助设备表设备名称及规格数量备注B=500皮带输送机1L=52285mm螺旋输送机3L=10500mm10003500单仓空气输送泵3D250斗式提升机3L=35300mm干燥设备见表2.15:表2.15 干燥设备的选择结果名称规格（长宽高）m数目 条/辆干燥窑24.50.951.653干燥车成型工段1.20.851.4324干燥前后周转12机械成型占用22干燥器内60拣选和贮存砖坯9检修场地2总的干燥车数量129烧成设备选择结果见表2.16：表2.16 烧成设备选择结果名称规格（长宽高）m数目 条/辆隧道窑1563.21.11窑车装砖台3.03.13隧道窑内52卸砖台3贮存砖坯占用8窑外冷却占用16检修占用5装卸班制不同占用窑车数量8总的窑车数量952.6 仓库设施本设计的原料仓库为火车和汽车运输封闭式。其中各种原料的运输方式见表2.17：表2.17 各种原料的运输方式原料运料方式搬运方式烧结镁砂92火车5吨桥式抓斗起重机烧结镁砂95火车5吨桥式抓斗起重机纸浆废液汽车CPQ3型叉车废坯、废砖汽车CPQ3型叉车各种原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格见表2.18：表2.18 原料和成品贮量、堆放方式及仓库的规格仓库名称物料名称日用量（吨）堆放形式贮存天数（天）长度（米）宽度（米）长度总长原料仓库烧结镁砂MS-9237.62丁种30145424烧结镁砂MS-9650.16丁种3014废砖7.85丁种3012原料隔墙，两侧无效区21+5212成品仓库计算结果见表2.19：表2.19 成品仓库计算结果产品运货方式日存储量,t贮存时间,天占用面积m2搬运方式MZ91卡车32.920358.9CPQ3型叉车MZ95卡车43.820477.8CPQ3型叉车木板和塑料CPQ3型叉车CPQ3型叉车拣选占用100总的仓库面积 936.7 （取241142746）3 生产技术检查系统说明3.1 检查内容成品车间的生产技术检查内容见表3.1：表3.1 检查内容品种测试内容镁砖MZ91MgO、显气孔率、荷重软化温度、常温耐压强度镁砖MZ95MgO、显气孔率、荷重软化温度、常温耐压强度3.2 检查方法1测试方法各种耐火材料检验、化验方法及耐火材料制品检验制样规定，应按冶金工业部部颁标准和有关规定的内容执行。部颁标准名称及其代号如下：YB 377-75 镁质耐火材料化学分析方法YB 370-75 荷重软化温度检验方法YB 4018-91 耐火制品抗热震性检验方法GB 2997-82 致密定形耐火制品显气孔率、吸水率、体积密度和真气孔率试验方法GB 5072-85 致密定形耐火制品常温耐压强度试验方法GB 10326-88 耐火制品尺寸、外观及断面的检查方法2YB耐火材料测试次数见表3.2：表3.2 耐火材料测试次数，次/批品种化学分析荷重软化温度显气孔率常温耐压强度镁砖MZ911/21/411镁砖MZ951/21/4113. 生产技术检查制度如表3.3：表3.3 检查制度检查项目试样数量，个试样形状及规格，毫米检验化验数量化学分析10.088-0.1粉料68件/次荷重软化温度13650圆柱体1件/炉显气孔率3体积为50-200立方厘米，棱长小于805件/次常温耐压强度3正方体或圆柱体1个/次抗热震稳定性3（1143）mm（642） mm（642）mm立方体2件/炉4 车间安装，检修与维护措施安装、检修与维护的原则如下：（1）车间厂房内所有设备的安装、出入大门、通道、楼层、设备提升时用的孔洞，以及各层设备安装、检修时用的起吊设备等需统筹配置。（2）高层厂房，当楼上安装有设备的情况下，一般设安装孔。（3）需经常检修的设备部件，凡超过200公斤以上的设有检修起重梁。（4）检修用单轨梁的位置，须设在起重设备或主要起吊部件的中心部位，应避免斜吊。 （5）检修时放置检修设备或其部件的场地，不小于最大更换部件所需放置面积的两倍及其他拆卸附件所需的面积，并留有检修工必要的操作面积。（6）为车间设备的维修，各工段设有维修用的工具、器材、润滑油及常用小备件等的存放间。（7）各工段考虑电焊电源及36伏局部安全照明，以便工段内检查工作和小量修补与维修等使用。5 生产车间除尘及安全措施设计把尘源车间设在最小频率风向的上风侧，并且与住宅区、变电所、化验室等保持适当距离。合理的工艺流程减少了物料搬运环节，降低物料落差。同时加强设备、管道和料仓的密闭，减少漏风，提高机械化、自动化水平，减少人工操作，选择适当的排风量。主要除尘方法：（1）物料加湿； （2）设备密封； （3）洒水清扫和湿抹设备。 主要用除尘设备是旋风除尘器其优点是：设备构造简单，价格便宜，除尘效率高（可达70-80%）特别是对粉尘粒度大。含尘浓度高的含尘气体，有良好的除尘效果。安全措施：（1）在耐火材料工厂车间内，生产厂房为高层厂房，楼梯应有护拦。（2）在阴暗处应设有照明设施。（3）对设备应定期检查以防隐患。（4）生产车间应设有安全员，定期对职工进行安全教育。（5）在容易发生事故的地方，设有提示语。6 本技术的主要特点本设计的主要特点如下：1.工艺流畅，布局合理，并考虑到扩大生产的需要。2.原料选择、泥料颗粒级配合理。3.采用除尘设备，改善工人工作环境。4.整个系统安全可靠，运作灵活。5.考虑经济效益，废砖可用于销售或回收再利用。致 谢在青花集团参观实习的过程中,我把所学的专业知识和实践最好的结合了起来,不但巩固了理论知识,更重要的是获得宝贵的实践经验,而且也更好的了解了社会。在郭玉香老师的指导和帮助下,我对耐火材料的生产工艺过程有了更加详细的了解,尤其是镁质耐火砖。在郭玉香老师的悉心指导下,我基本完成了我的毕业设计，贯穿了四年所学的知识得到了综合的运用，对设计类工作有了初步的了解，对专业知识的综合运用能力也有了显著的提高，同时也学会一些绘图技巧。在设计期间，老师不厌其烦的指导使我的 设计更完善，郭老师的渊博知识和求学态度使我受益终生，郭老师在我的设计过程中给予的教导和鼓励，将是我今后工作学习的动力。在次，我对郭老师表示最真诚的感谢。同时也感谢青花集团给我提供的学习机会！ 在本设计中，限于我知识有限，难免出现一些错误和疏漏，敬请各位老师批评指导。参考文献1 王诚训，栾永杰，李洪申 炉外精炼用耐火材料M北京：冶金工业出版社1995：5278.2 王诚训，张义先镁铬铝系耐火材料M北京：冶金工业出版社，1995：174 3 王维邦，耐火材料工艺学M鞍山科技大学，20064 汤长根耐火材料生产工艺学M北京：冶金工业出版社，1984：39-545 钱之荣，范广举耐火材料实用手册M北京：冶金工业出版社，1992：3286 李庭寿，孙险峰，张用宾耐火材料科技进展M冶金工业出版社，1997：3357 高文军VOD用再结合镁铬砖的研制与使用J 辽宁建材，2003，1：29308 耐火材料工厂设计参考资料上，下册M北京：冶金工业出版社，1981：1029 耐火材料标准汇编上，下册M北京：中国标准出版社，1999：25347 10 王维邦耐火材料工艺学M北京：冶金工业出版社,2004：376711 朱岩，皱宗树，张华书，刘爱华电熔再结合镁铬砖的精炼渣浸实验研究J 东北大学学报，1997，18（6A）：598600附 录一、物料平衡计算部分：1）镁砖生产计算（MZ-91砖，10000吨/年）1、物料种类的配比： 烧结镁砂A：100% 2颗粒粒度组成3-1mm 55%1-0mm 10%0.088mm 35%3、计算：（1）总成品量：Q=10000吨/年（2）总烧成量：Q1=Q/（1F1） 式中：F1：烧成废品率 F1=5% Q1=10000/（10.05）=10526.32吨/年 结果：Q1=10526.32吨/年 其中烧成废品量：f1 f1= Q1Q=526.32吨/年 结果：f1=526.32吨/年（3）总干燥量：Q2=Q1/（1F2） 式中：F2：干燥废品率 F2=4% Q2=10526.32/（10.04）=10964.92吨/年 结果：Q2=10964.92吨/年 其中干燥废品量：f2 f2= Q2Q1 =10964.9210526.32=438. 60吨/年 结果：f2=438. 60吨/年（4）总成型量：Q3 Q3=Q2=10964.92吨/年 结果：Q3=10964.92吨/年（5）总混合量：Q5 Q5=Q3/K（1F3） 其中f3：包括成型废坯和不合格泥料的循环混炼量 查表5-3 F3=10% K=1p（l2w2l2w2）（1p）（l2+w1l2w1） K：镁砖的配比系数 K=0.993 Q5=10964.92/0.993（10.1）=12269.13吨/年 结果：Q5=12269.13吨/年 （6）总配料量：Q6 Q6=Q5（1F3）=12269.13（10.1）=11042.22吨/年 结果：Q6=11042.22吨/年 其中纸浆废液的配料量：Q9 式中q1纸浆废液的外加量，q1=5% Q9=Q6q1=11042.220.05=552.11吨/年 结果：Q9=552.11吨/年 （7）总破粉碎量：Q10 Q10=Q6/（1L3） 式中L3：原料加工运输损失L3=2% Q10=11042.22/（10.02）=11267.57吨/年 结果：Q10=11267.57吨/年（8）总磨碎量：Q13=Q10q2 式中q2：管磨机的细粉加入量；q2=35% Q13=11267.570.35=3943.65吨/年 结果：Q13=3943.65吨/年（9）原料在仓库总的存放量：Q15 式中：L1为原料在仓库中的损失，查表L1=0.5%Q15=Q10/（1L1）=11267.57/(10.005)=11324.20吨/年 式中T：干燥废品回收率；T=95% K1：换算系数；K1=K=0.993 Q17=(Tf1+Tf2)/K=(0.95526.32+0.95438.60)/0.993=923.14吨/年结果：Q17=923.14吨/年（10） 纸浆废液的存放量：Q19 式中纸浆废液的储存损失：L5=2% Q19=Q9/（1L5）=552.11/（10.02）=563.38吨/年 结果：Q19=563.38吨/年（11）混合泥料时需要外加水分量：W配料时烧结镁砂带入水分量：W镁 W1=0 W镁=Q6=11042.220=0吨/年 结果：W镁=0吨/年配料时纸浆废液带入水分量：W纸 W纸=0.5Q9=0.5552.11=276.06吨/年 结果：W纸=276.06吨/年混合泥料中的水分总量：W总W总=W4(Q6W镁）（Q9W纸)/(1w4)式中w4:为混合泥料的水分已定W4=3%W总=0.03(11042.220）（552.11276.06)/(10.03) =350.05吨/年 结果：W总=350.05吨年 混合泥料时需要外加水量：W W=W总W镁W纸 W=350.050276.06=73.99吨年 结果：W=73.99吨年2）镁砖生产计算（MZ-95砖，16000吨/年）2.1、物料种类的配比： 烧结镁砂A：100% 2.2颗粒粒度组成3-1mm 55%1-0mm 10%0.088mm 35%2.3、计算：（1）总成品量：Q=16000吨/年（2）总烧成量：Q1=Q/（1F1） 式中：F1：烧成废品率 F1=5% Q1=16000/（10.05）=16842.12吨/年 结果：Q1=16842,12吨/年 其中烧成废品量：f1 f1= Q1Q=842.12吨/年 结果：f1=842.12吨/年（3）总干燥量：Q2=Q1/（1F2） 式中：F2：干燥废品率 F2=4% Q2=16842.12/（10.04）=17543.86吨/年 结果：Q2=17543.86吨/年 其中干燥废品量：f2 f2= Q2Q1 =17543.86-16842.12=701.74吨/年 结果：f2=701.74吨/年（4）总成型量：Q3 Q3=Q2=17543.86吨/年 结果：Q2=17543.86吨/年（5）总混合量：Q5 Q5=Q3/K（1F3） 其中f3：包括成型废坯和不合格泥料的循环混炼量 查表5-3 F3=10% K=1p（l2w2l2w2）（1p）（l2+w1l2w1） K：镁砖的配比系数 K=0.993 Q5=17543.86/0.993（10.1）=19630.60吨/年 结果：Q5=19630.60吨/年 （6）总配料量：Q6 Q6=Q5（1F3）=19630.60（10.1）=17667.53吨/年 结果：Q6=17667.53吨/年 其中纸浆废液的配料量：Q9 式中q1纸浆废液的外加量，q1=5% Q9=Q6q1=17667.530.05=883.38吨/年 结果：Q9=883.38吨/年 （7）总破粉碎量：Q10 Q10=Q6/（1L3） 式中L3：原料加工运输损失L3=2% Q10=17667.53/（10.02）=18028.09吨/年 结果：Q10=18028.09吨/年（8）总磨碎量：Q13=Q10q2 式中q2：管磨机的细粉加入量；q2=35% Q13=18028.090.35=6309.83吨/年 结果：Q13=6309.83吨/年（9）原料在仓库总的存放量：Q15 式中：L1为原料在仓库中的损失，查表L1=0.5%Q15=Q10/（1L1）18028.09/(10.005)=18118.69吨/年 式中T：干燥废品回收率；T=95% K1：换算系数；K1=K=0.993 Q17=(Tf1+Tf2)/K=(0.95842.12+0.95701.74)/0.993=1477.01吨/年结果：Q17=1477.01吨/年(10)纸浆废液的存放量：Q19 式中纸浆废液的储存损失：L5=2% Q19=Q9/（1L5）=883.38/（10.02）=901.41吨/年 结果：Q19=901.41吨/年（11）混合泥料时需要外加水分量：W配料时烧结镁砂带入水分量：W镁 W1=0 W镁=Q6W1=17667.530=0吨/年 结果：W镁=0吨/年配料时纸浆废液带入水分量：W纸 W纸=0.5Q9=0.5883.38=441.69吨/年 结果：W纸=441.69吨/年混合泥料中的水分总量：W总W总=W4(Q6W镁）（Q9W纸)/(1w4)式中w4:为混合泥料的水分已定W4=3%W总=0.03(17667.530）（883.38281.93)/(10.03) =560.08吨/年 结果：W总=560.08吨年 混合泥料时需要外加水量：W W=W总W镁W纸 W=560.080441.69=118.39吨年 结果：W=118.39吨年二、原料仓库的选择计算：原料仓库采用单侧封闭卸料式，丁种料堆方式，料堆中心线距仓库柱线距离L=9.475米，料堆高度h=8.0米，料堆截面积F=72.48米，F乙=87.6米，料堆长度l=14.0米。计算基础的确定：1） 原料仓库的跨距B，一般取B=24米。2） 各种原料的要求贮量Q料吨。3） 各种原料的堆积比重料=2.1吨米4） 原料的贮存时间： 烧结镁砂MS92： 30天 烧结镁砂MS96： 30天5） 料堆长度：a、 烧结镁砂MS92每天堆积量11267.57365=30.87吨天，体积密度3.18吨 米，烧结镁砂MS92的料堆体积V=30.87303.18=291.23米601.74米。 取l=14.0米b、 烧结镁砂MS96每天堆积量18118.69365=49.64吨天，体积密度3.30吨 米，烧结镁砂MS96的料堆体积V=49.64303.30=451.27米601.74米。 取l=14.0米c、 废砖废坯每天的存放量（1477.01+923,14）365=6.58吨。 取l=14.0米 6） 仓库的总长度：l=lll+nf+2l端n：料堆间隔数目=2f：料堆之间的距离，料堆之间设隔离料墙，f=1米l端：仓库端部无效区=5米 所以，仓库长度l=14+14+14+21+52=54米。 取l=54米三、破粉碎设备的选择计算：GN-要求主机小时产量 吨小时 Gy-物料平衡量 吨年k-年工作日数 日年 k-日工作班数 班日k-班工作小时数 小时班 -选定主机作业率（1） 颚式破碎机的选择：（选定主机作业率-80） MZ91 GN=11267.57(365280.8)=2.41吨小时MZ95 GN=18028.09(365280.8)=3.86吨小时 选择设备规格：颚式破碎机PEF250400，生产能力12吨小时 设备台数n=(2.41+3.86)12=0.52（台） 取1台 （2）圆锥破碎机：（选定主机作业率-65） MZ91 GN=11267.57(365280.65)=2.97吨小时MZ95 GN=18028.09(365280.65)=4.75吨小时 选择设备规格：900短头圆锥破碎机，生产能力4.0吨小时 设备台数n=(2.97+4,75)4=1.93（台） 取2台 共2台（3） 管磨机：（选定主机作业率-75） 主机要求产量GN=6309.83（365280.75）=1.44吨小时 选择设备规格：12004500管磨粉机，生产能力1.0吨小时 设备台数n=1.441.0=1.44（台） 取2台 主机要求产量GN=3943.65（365280.75）=0.90吨小时 选择设备规格：12004500管磨粉
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